2024届高考物理一轮总复习第八章恒定电流第3讲实验专题系统化突破第4课时课标实验__用多用电表测量电学中的物理量学案.docx

第4课时课标实验用多用电表测量电学中的物理量把握经典实验方案基本原理与操作原理装置图操作要领(1)观察：观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程(2)机械调零：用小螺丝刀调节指针定位螺丝，使指针停在表盘刻度左端的零位置(3)测电压：将选择开关置于电压挡，进行电压测量(4)测电流：将选择开关置于电流挡，进行电流测量(5)测电阻：a.根据待测阻值大小，选择合适的挡位；b.两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在欧姆表的“0”刻度处；c.测量待测电阻的阻值融通多彩实验方案1鲁科版新教材用多用电表测量电学中的物理量要点解读(1)教材介绍了欧姆表的原理。如图所示，在满偏电流为Ig、内阻为Rg的电流计上串联一个电动势为E、内阻为r的电源和一个可变电阻R1，AB两端接有一个待测电阻R。根据闭合电路欧姆定律，回路中的电流I，则待测电阻R(R1rRg)。在E、R1rRg不变的情况下，待测电阻R与回路中电流I有着一一对应的关系，由此便可在电流计刻度盘上直接标识电阻R，这就是欧姆表。(2)教材介绍了多用电表的电路原理。多用电表的核心是一个直流灵敏电流计G，即表头。表头与电阻、开关等组成不同的测量电路。如图所示，是一种测量直流电流、电压和电阻的多用电表原理示意图。用多用电表测直流电流和电压的原理，实质上就是我们学过的分流和分压原理。在上图中，若将选择开关拨至触点“1”或“2”，可构成不同量程的电流表；若将选择开关拨至触点“3”或“4”，可构成不同量程的电压表；若将选择开关拨至触点“5”，可构成欧姆表。2粤教版新教材用多用电表测量电学中的物理量要点解读(1)教材介绍了两类多用电表。(2)教材介绍了指针式多用电表的原理。归纳共性实验关键1不变的实验原理：都是应用了闭合电路的欧姆定律、电路的串联与并联知识。2必备的实验器材：多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻。3通用的数据处理方法(1)测电阻时，电阻值等于指针的示数与倍率的乘积。记录电阻读数时一般用科学计数法表示。(2)测电压和电流时，如果所读表盘的最小刻度为1、0.1、0.01等，读数时应读到最小刻度的下一位；若表盘的最小刻度为0.2、0.02、0.5、0.05等，读数时只读到与最小刻度位数相同即可。4相同的注意事项(1)使用前要机械调零。(2)两表笔在使用时，电流总是“红入”“黑出”。(3)测电阻时：指针指在中值附近较准，否则换挡。每换一挡必须重新欧姆调零。读出示数要乘以倍率。(4)使用完毕，选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡，长期不用应取出电池。5一致的误差分析思路偶然误差估读时易带来误差表头指针偏转过大或过小都会使误差增大系统误差电池用旧后，电动势会减小，内阻会变大，致使电阻测量值偏大，要及时更换电池测电流、电压时，由于电表内阻的影响，测得的电流、电压值均小于真实值一、基础考法保住分考查点(一)多用电表的原理与读数1(2022·孝感模拟)(1)某同学用多用电表测量某些电学量。经过正确操作，两次测量时的指针位置均指在如图甲所示的位置。一次测量直流电压，所选量程为50 V，则读数应为_V；一次测量电阻，记录的读数为1 600 ，则所选倍率为_(选填“×1”“×10”“×100”或“×1 k”)。(2)在(1)中用多用电表测量完电阻后，需要继续测量一个阻值约为13 的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，以下有些操作步骤是必需的，请选择正确的操作并按正确顺序写出序号_。将红表笔和黑表笔接触把选择开关旋转到“×1”位置把选择开关旋转到“×10”位置调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点(3)常用的多用电表是由小量程的电流表(表头)改装而成的。有一块满偏电流为50 A、内阻为800 的小量程电流表，现要将它改装成01 mA、010 mA两个量程的电流挡，某同学设计了如图乙、图丙所示的两个电路。在图乙所示的电路中R1_R2(选填“”或“”)；从保护表头的角度，请你分析说明图乙、图丙哪种设计更合理：_。解析：(1)量程为50 V，则读数应为24.0 V；测电阻时，指针示数为16，而实际为1 600 ，所以为“×100”倍率。(2)现在的欧姆表倍率太大，换成“×1”倍率时，恰好13 在中值电阻附近，所以先将开关转到“×1”位置，然后再将红黑表笔对接，进行欧姆调零。步骤为。(3)总电压不变，电流大的那一支路电阻小，由欧姆定律知R1R2；图丙更合理，因为图乙电路在通电状态中，更换量程会造成两分流电阻都未并联在表头两端，以致通过表头的电流超过其满偏电流而损坏。答案：(1)24.0×100(2)(3)见解析考查点(二)多用电表的使用2(2021·福建高考)某实验小组使用多用电表和螺旋测微器测量一长度为80.00 cm电阻丝的电阻率，该电阻丝的电阻值约为100200 ，材料未知。实验过程如下：(1)用螺旋测微器测量该电阻丝的直径，示数如图甲所示。该电阻丝的直径为_ mm。(2)对多用电表进行机械调零。(3)将多用电表的选择开关旋至_倍率的电阻挡(填“×1”“×10”“×100”或“×1k”)。(4)将黑、红表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在电阻挡零刻度线。(5)将黑、红表笔并接在待测电阻丝两端，多用电表的示数如图乙所示。该电阻丝的电阻值为_ 。(6)测量完成之后，将表笔从插孔拔出，并将选择开关旋到“OFF”位置。(7)实验测得该电阻丝的电阻率为_ ·m(结果保留3位有效数字)。解析：(1)该电阻丝的直径为d1 mm41.4×0.01 mm1.414 mm。 (3)使用多用电表欧姆挡测电阻时，为了减小误差，应尽可能使指针偏转至刻度盘中央附近，由于该电阻丝的阻值在100200 ，而表盘中央刻度为15，所以应选择“×10”倍率的电阻挡。(5)指针读数为“16”，乘以倍率后得到电阻丝阻值为R16×10 160 。(7)根据电阻定律有R，解得该电阻丝的电阻率为3.14×104 ·m。答案：(1)1.414(3)×10(5)160(7)3.14×104二、创新考法不失分创新角度(一)应用多用电表检测二极管1某同学用多用电表测量二极管的反向电阻。完成下列测量步骤：(1)检查多用电表的机械零点。(2)将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，将选择开关拨至电阻测量挡适当的量程处。(3)将红、黑表笔_，进行欧姆调零。(4)测反向电阻时，将_表笔接二极管正极，将_表笔接二极管负极，读出电表示数。(5)为了得到准确的测量结果，应让电表指针尽量指向表盘_(填“左侧”“右侧”或“中央”)；否则，在可能的条件下，应重新选择量程，并重复(3)、(4)。(6)测量完成后，将选择开关拨向_位置。(1)二极管具有单向导电性，正向导通时红表笔应接二极管的负极。(2)应用多用电表欧姆挡测量二极管的电阻时，表针应指在表盘中央附近。创新点分析解析：(3)将红、黑表笔短接，进行欧姆调零。(4)测反向电阻时，将红表笔接二极管正极，将黑表笔接二极管负极，读出电表示数。(5)为了得到准确的测量结果，应让电表指针尽量指向表盘中央。(6)测量完成后，将选择开关拨向“OFF”或交流电压最高挡位置。答案：(3)短接(4)红黑(5)中央(6)“OFF”或交流电压最高挡创新角度(二)多用电表检测电路故障2某实验小组在练习使用多用电表时，他们正确连接好电路如图甲所示。闭合开关S后，发现无论如何调节电阻箱R0，灯泡都不亮，电流表无示数，他们判断电路可能出现故障。经小组讨论后，他们尝试用多用电表的欧姆挡来检测电路。已知保护电阻R15 ，电流表量程为050 mA。操作步骤如下：将多用电表挡位调到欧姆×1挡，再将红、黑表笔短接，进行欧姆调零；断开图甲电路开关S，将多用电表两表笔分别接在a、c上，多用电表的指针不偏转；将多用电表两表笔分别接在b、c上，多用电表的示数如图乙所示；将多用电表两表笔分别接在c、e上，调节R020 时，多用电表示数如图丙所示，电流表的示数如图丁所示。回答下列问题：(1)图丙中的多用电表示数为_；图丁中的电流表示数为_mA。(2)操作步骤中，多用电表红表笔应接_(选填“c”或“e”)点。(3)电路的故障可能是_。A灯泡短路 B灯泡断路C保护电阻R短路 D保护电阻R断路(4)根据以上实验得出的数据，同学们还计算出多用电表内部电源的电动势E_V(结果保留三位有效数字)。创新点分析(1)用多用电表的欧姆挡检测电路故障。(2)利用多用电表的电流挡测量多用表内部电池的电动势。解析：(1)欧姆表的示数为24×1 24 ，电流表的最小分度是1 mA，需估读到0.1 mA，所以图丁中的电流表示数为38.0 mA。(2)根据电流必须从电流表的正接线柱流入，电流从欧姆表的红表笔流入，黑表笔流出，电路中电流经过电流表的方向为de，则操作步骤中，多用电表黑表笔应接c点，红表笔应接e点。(3)将多用电表两表笔分别接在a、c上，多用电表的指针不偏转，说明a、c间有断路。将多用电表两表笔分别接在b、c上，多用电表的示数不为零，所以电路的故障是灯泡断路。(4)由操作步骤中多用电表指针正好指在中间刻度，根据欧姆表的中值电阻等于其内阻，则知欧姆表的内阻为R欧15 。根据闭合电路欧姆定律得I，又R0RmA24 ，故EI(R0RmAR欧)38.0×103×(2415)V1.48 V。答案：(1)2438.0(2)e(3)B(4)1.48创新角度(三)用多用电表探索黑箱内的电学元件3.如图甲所示为某黑箱面板上的三个接线柱，黑箱里可能有直流电源、电阻、二极管、电容器等元件，但任两个接线柱间最多只连接有一个元件。(1)某同学要用多用电表探测黑箱，探测的第一步应该是_。A用多用电表的电阻挡测量任意两接线柱间的电阻B用多用电表的电压挡测量任意两接线柱间的输出电压C用多用电表的电流挡测量任意两接线柱间的输出电流(2)探测结果表明，黑箱里没有电源，并测得任两个接线柱间的电阻如下表所示：红表笔ABACBC黑表笔BACACB测得阻值/20020011.2 k27011 k70由此可以判断，黑箱里的元件一定有_，用电路元件符号在图甲所示线框内画出黑箱中的电路连接。(3)多用电表的表盘如图乙所示，在上面探测A、C两接线柱间电阻时，红表笔接A接线柱，黑表笔接C接线柱，这时电流从_(填“A”或“C”)接线柱流进黑箱；为了使这时测量电阻读数尽可能减小误差，测电阻的挡位选择的应是_(填“×1 k”“×100”或“×10”)。创新点分析根据不同元件的特性判断黑箱内的元件及其连接方式。解析：(1)因黑盒子内部可能有电源，则不能先用多用电表的欧姆挡测量，可先用电压挡判断内部是否有电源，故选B。(2)根据题表中的测量值可以断定：A、B间肯定有电阻，B、C之间肯定有二极管，A、C间肯定有电阻和二极管的串联，电路连接如图：(3)在上面探测A、C两接线柱间电阻时，红表笔接A接线柱，黑表笔接C接线柱，这时电流从C接线柱流进黑箱；为了使这时测量电阻读数尽可能减小误差，指针应指在中值附近，测电阻的挡位选择的应是“×1 k”。答案：(1)B(2)电阻、二极管电路连接见解析(3)C×1 k